Inductive sensors and shape reconstruction for intraluminal flexible and soft robots
Capteurs inductifs et reconstruction de forme pour les robots médicaux souples et flexibles
Capteur de forme flexible
Capteur inductif
Détection en mode mini-invasif Chirurgie
Reconstruction de forme
Flexible shape sensor
Inductive sensor
Sensing in Minimally Invasive Surgery
Shape reconstruction
629.89
Robotique en médecine
Capteurs (technologie)
Les robots souples et flexibles transforment les interventions médicales, grâce à leur flexibilité, leur miniaturisation et leurs capacités de mouvement multidirectionnel. Cependant, les méthodes de reconstruction de forme existantes n'ont pas suffisamment pris en compte les défis posés par les robots souples et flexibles dans les environnements non structurés et dynamiques. Dans cette thèse, un capteur extensible basé sur le principe inductif électrique est proposé comme solution à ce problème. Le capteur peut détecter de grandes déformations avec une grande précision et une grande précision et est intégré dans un robot souple et flexible pour un contrôle en boucle fermée. La thèse se concentre sur la reconstruction de la forme du robot dans des scénarios de chirurgie mini-invasive dans les espaces de travail 2D et 3D. Enfin, la thèse conclut en présentant le potentiel du capteur inductif pour la reconstruction de la forme de robots souples et flexibles et les travaux futurs pour surmonter les limitations.
Soft and flexible robots are transforming medical interventions, thanks to their flexibility, miniaturization, and multidirectional movement abilities. However, existing shape reconstruction methods have not adequately addressed the challenges posed by these robots in unstructured and dynamic environments. In this thesis, a stretchable sensor based on the electrical inductive principle is proposed as a solution to this problem. The thesis presents a simple voltage measurement method for strain estimation, which optimizes the measuring equipment and simplifies the measurement conditions. The sensor's feasibility and accuracy are demonstrated in an experimental investigation that shows the sensor can detect large deformations with high precision and accuracy. The sensor is then integrated into a soft and flexible robot for closed-loop control, and the thesis focuses on reconstructing the robot's shape in minimally invasive surgery scenarios in both 2D and 3D workspaces. Finally, the thesis concludes with an overview of the inductive sensor's potential for shape reconstruction of soft and flexible robots and future work to address the limitations.
Electronic Thesis or Dissertation
Text
en
PDF
35901959
Université de Strasbourg
Strasbourg
2023-12-31
https://theses.hal.science/tel-04529546
application/pdf
35895468
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2023/Sahu_SujitKumar_2023_ED269.pdf
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https://theses.hal.science/tel-04529546
https://theses.hal.science/tel-04529546
Sahu
Sujit Kumar
1992-05-05
IN
269639292
0EFB1U07693
21926146
4200046
https://theses.fr/2023STRAD003
2023STRAD003
https://doi.org/10.70675/0b8582cbz15d5z400ez826ez61fff9dc7b40
2023-02-06
Signal, image, automatique, robotique
Strasbourg
131056549
Scuola superiore Sant'Anna di studi universitari e di perfezionamento (Pise, Italie)
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109900812
Doctorat
Docteur es
non
oui
Renaud
Pierre
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Arianna
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Poignet
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Castoldi
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Rosa
Benoît
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Tamadon
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269639314
Casals
Alicia
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Vander Poorten
Emmanuel
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École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
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Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
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Scuola superiore Sant'Anna di studi universitari e di perfezionamento (Pise, Italie)
Renaud
Pierre
Menciassi
Arianna
Poignet
Philippe
Castoldi
Piero
Rosa
Benoît
Tamadon
Izadyar
Casals
Alicia
Vander Poorten
Emmanuel
École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
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35901959
restriction 2023-02-06 2024-04-01
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